При выборе электрической машины, выполняющей функции вспомогательного генератора, необходимо, прежде всего, учитывать тип электрической передачи мощности тепловоза, определяемый по типу используемых тяговых электрических машин, а также требуемую по заданию величину вырабатываемого напряжения.
На тепловозах с передачей постоянного тока (рис. 1, а) вспомогательный генератор осуществляет питание только цепей управления, возбуждения и вспомогательных электрических машин. Раскрутка коленчатого вала в режиме пуска дизеля в этом случае осуществляется самим тяговым генератором, выполняющим в этом режиме роль стартера.
На тепловозах с передачей переменно-постоянного тока (рис. 1, б), где установлены синхронные тяговые генераторы, использование их в качестве стартеров невозможно, поэтому в таких случаях устанавливают специальные стартер-генераторы. Эти машины выполняют функции стартеров в режиме пуска дизеля, а после его запуска переходят в режим вспомогательного генератора тепловоза.
Для правильного выбора вспомогательного или стартер-генератора требуется учитывать суммарную мощность его нагрузки по следующей формуле:
PВГ = 1,2(PМК + PТН + PМН + PК + PВ + 12),
где РВГ – мощность вспомогательного генератора, кВт;
PТН – мощность двигателя топливоподкачивающего насоса, кВт;
PМН – мощность двигателя маслопрокачивающего насоса, кВт;
PК – мощность двигателя калорифера, кВт;
PМК – мощность двигателя тормозного компрессора, кВт;
PВ – мощность двигателей вентиляторов (постоянного тока), кВт;
12 – суммарная мощность цепей управления, заряда аккумуляторной батареи и системы управления электрической передачей, кВт.
В данной формуле коэффициент 1,2 предусматривает запас по мощности, поскольку рекомендуется выбирать генератор с таким расчетом, чтобы мощность нагрузки не превышала 80 % от его номинальной мощности во избежание перегрузок электрической машины.
Помимо этого на ряде тепловозов используются двухмашинные агрегаты, в состав которых может входить вспомогательный генератор. Такое решение может быть выбрано в расчетно-графической работе в том случае, если полученная в результате расчета мощность соответствует мощности вспомогательного генератора двухмашинного агрегата.
Параметры отдельных вспомогательных и стартер-генераторов приведены в табл. 6, а вспомогательных генераторов, входящих в состав двухмашинных агрегатов, – в табл. 8.
Таблица 6
Основные технические параметры вспомогательных и стартер-генераторов
Показатель | ГП-405А | СТГ-7 | ПСГ | 2ПСГ |
Мощность, потребляемая в режиме стартера, кВт | – | |||
Напряжение питания в режиме стартера, В | – | 60-62 | 60-62 | 60-62 |
Потребляемый ток в стартерном режиме, А | – | (1600) | (1600) | (1800) |
Мощность в генератор-ном режиме, кВт | ||||
Вырабатываемое напряжение, В | ||||
Ток в генераторном режиме, А |
В табл. 6 в скобках указаны величины токов, потребляемых электрическими машинами в стартерном режиме в момент трогания коленчатого вала в начале его прокрутки.
Выбор возбудителя
В качестве возбудителей тяговых генераторов на отечественных тепловозах применяют электрические машины постоянного и переменного тока. Тип машины зависит от типа передачи мощности, применяемой на тепловозе. В случае использования передачи постоянного тока обычно устанавливают возбудитель также постоянного тока (рис. 1, а), а в передаче переменно-постоянного тока применяют синхронные возбудители (рис. 1, б).
В некоторых случаях возбудитель является частью так называемого двухмашинного агрегата. В таких агрегатах две машины, имеющие общий вал, объединены в один корпус. Одной из машин является возбудитель, а другой – вспомогательный генератор. В расчетно-графической работе может быть выбран как отдельный возбудитель, так и двухмашинный агрегат, если в предыдущем пункте было принято соответствующее решение. Основные технические данные возбудителей приведены в табл. 7, а двухмашинных агрегатов – в табл. 8.
На некоторых тепловозах нашли применение тяговые агрегаты. Они также представляют собой две или три электрические машины, объединенные в одном корпусе. Одна из этих машин – тяговый генератор, другие машины могут быть генераторами энергоснабжения пассажирского поезда, возбудителями, вспомогательными генераторами. Данные наиболее распространенных тяговых агрегатов приведены в табл. 9.
Таблица 7
Основные технические параметры возбудителей
Тип машины Параметр | В-600 | ВС-650В | |
Род тока | постоянный | переменный | |
Мощность, кВт | 20,6 | ||
Напряжение продолжительного режима низшее, В | |||
Напряжение продолжительного режима высшее, В | – | ||
Ток продолжительного режима низший, А | |||
Ток продолжительного режима высший, А | – |
Таблица 8
Основные технические параметры двухмашинных агрегатов
Тип машины Параметр | А-706А, Б | А-710 | МВТ-25/9+МВГ-25/11 | |||
В-600 | ВГТ 257/120 | ВС-650 | ВС-650 | МВТ-25/9 | МВГ-25/11 | |
Назначение | возбудитель | вспом. генератор | Возбудитель тягового генератора | Возбудитель генератора энергоснабжения | возбуди-тель | вспом. генератор |
Тип машины по роду тока | постоянного тока | постоянного тока | синхронный | синхронный | постоянного тока | постоянного тока |
Мощность, кВт | 22,5 | 5,6 | 5,75 | |||
Напряжение продолжительного режима низшее, В | ||||||
Напряжение продолжительного режима высшее, В | – | – | – | – | ||
Ток при низшем напряжении, А | ||||||
Ток при высшем напряжении, А | – | – |
Так, например, тяговый агрегат А-713 состоит из двух генераторов переменного тока, один из которых питает тяговые двигатели тепловоза, а другой – цепи отопления пассажирских вагонов и, одновременно, цепи возбуждения всего агрегата. Таким образом, при наличии на тепловозе такого агрегата необходимость в отдельном возбудителе отпадает. Это следует учитывать при анализе задания на расчетно-графическую работу.
Таблица 9
Основные технические параметры тяговых агрегатов тепловозов
Показатель | Агрегат | ||||
А-713 | А-714 | ||||
Тяговый генератор | Генератор энергоснабжения | Тяговый генератор | Вспомогательный генератор | ||
Отопление | Возбуждение | ||||
Мощность, кВт | 63,5 | ||||
Напряжение продолжительного режима низшее, В | – | – | |||
Напряжение продолжительного режима высшее, В | |||||
Ток при низшем напряжении, А | |||||
Ток при высшем напряжении, А | – |